Onlangs, een onderzoeksteam van het Shanghai Institute of Optics and Fine Mechanics van de Chinese Academy of Sciences (CAS) stelde een nieuw ontwerp voor met mengsellagen en nieuwe sandwich-achtige structuurinterfaces om te voldoen aan de uitdagende vereisten van de ideale dichroïsche laserspiegels. Het onderzoeksartikel is gepubliceerd in Fotonica onderzoek op 27 januari 2021, en werd gemarkeerd als een Editor's Pick.

Dichroïsche laserspiegels worden meestal gebruikt als harmonische scheiders, beam combiners of splitters. Ze spelen een belangrijke rol in veel lasertoepassingen, inclusief traagheidsopsluiting fusielaser, petawatt femtoseconde laser, de lasers van de hoge machtsvezel, compacte Q-switched of mode-locked lasers, en andere opkomende lasers. De eisen voor dichroïsche laserspiegels blijven toenemen met de ontwikkeling van lasertechnologie. De ideale dichroïsche laserspiegel voor lasers met hoog vermogen vereist een significant andere reflectie- of transmissie-eigenschap en een hoge laser-geïnduceerde schadedrempel (LIDT) bij twee verschillende van belang zijnde golflengten tegelijk.

Helaas, traditionele dichroïsche laserspiegels (TDLM) die zijn samengesteld uit afwisselend zuivere materialen met een hoge en lage brekingsindex (n), hebben vaak moeite om uitstekende spectrale prestaties en hoge LIDT's bij twee golflengten tegelijk te bereiken. Er is een afweging tussen de vereiste optische prestaties en LIDT.

In dit werk, de onderzoekers ontwierpen en maakten een op mengsels gebaseerde dichroïsche laserspiegel (MDLM), die HfO . gebruikt ₂ -Ali ₂ O ₃ mengmateriaal als een high-n-laag met instelbare n en optische bandgap, en zuiver SiO2 als een low-n-materiaal. De interface tussen de low-n SiO ₂ laag en de hoge-n HfO ₂ -Ali ₂ O ₃ mengsellaag is een sandwich-achtige structuurinterface ("SiO ₂ -HfO ₂ gradiëntmateriaal | HfO ₂ | HfO ₂ -Ali ₂ O ₃ gradiëntmateriaal"), die de traditionele discrete interface vervangen.

De MDLM vertoont uitstekende spectrale prestaties en verbeterde prestaties ten opzichte van TDLM met fijnere mechanische eigenschappen, lagere absorptie, en hoger LIDT. Voor zowel de s-gepolariseerde 7,7-ns-pulsen bij een golflengte van 532 nm als de p-gepolariseerde 12-ns-pulsen bij een golflengte van 1, 064nm, de LIDT's zijn bijna verdubbeld.

Deze MDLM-ontwerpstrategie opent nieuwe wegen voor verbeterde dichroïsche spiegelcoatings en andere lasercoatings en kan voordelen opleveren voor vele gebieden van lasertechnologie die afhankelijk zijn van hoogwaardige lasercoatings.